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      <title>Synchronized的底层实现逻辑 - 学习卡片</title>
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        <h1>Synchronized的底层实现逻辑 - 学习卡片</h1>
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          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-question">Java 中的 `synchronized` 关键字在 JVM 层面是如何实现的？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">`synchronized` 是 JVM 级别的内置锁，它通过 `Monitor` (监视器) 对象来实现同步。对于方法级别的同步，JVM 会在方法的 `method_info` 结构中设置 `ACC_SYNCHRONIZED` 标志；对于代码块级别的同步，则是通过 `monitorenter` 和 `monitorexit` 这两个字节码指令来实现的。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 1. JVM 层面的实现</div>
        </div>
      </div>
    </div>

    <div class="card-container" onclick="this.classList.toggle('flipped');">
      <div class="card">
        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-question">当使用 `synchronized` 关键字修饰一个代码块时，其底层的字节码指令是什么？它们分别在何时工作？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">代码块级别的 `synchronized` 是通过 `monitorenter` 和 `monitorexit` 指令实现的。当线程进入同步代码块时，`monitorenter` 指令会尝试获取对象的 `Monitor`；当线程退出同步代码块时，`monitorexit` 指令会释放该 `Monitor`。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 1. JVM 层面的实现</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-question">请描述 `synchronized` 的锁升级过程。</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">为了提高性能，`synchronized` 包含一套锁升级机制。锁的状态可以从偏向锁（Biased Locking）开始，当出现竞争时升级为轻量级锁（Lightweight Lock），如果竞争进一步加剧，最终会升级为重量级锁（Heavyweight Lock）。这个过程是单向的，锁不能被降级。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 2. 锁的升级与优化机制</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">特性</div>
          <div class="card-question">什么是偏向锁？它旨在优化哪种场景？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">特性</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">偏向锁是 `synchronized` 的一种优化策略。当一个线程首次获得锁时，JVM 会将锁“偏向”于该线程。其主要目的是优化无锁竞争的场景，当同一个线程再次请求锁时，无需执行CAS操作，从而减少了加锁和解锁的开销。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 2. 锁的升级与优化机制</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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      <div class="card">
        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-question">当锁竞争激烈，`synchronized` 升级为重量级锁后，其工作机制是怎样的？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">当轻量级锁升级为重量级锁后，JVM 会通过操作系统的互斥量 (mutex) 来进行线程调度。此时，无法获取锁的线程将被阻塞，这会涉及到线程的上下文切换，因此获取和释放锁的开销较高。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 2. 锁的升级与优化机制</div>
        </div>
      </div>
    </div>

    <div class="card-container" onclick="this.classList.toggle('flipped');">
      <div class="card">
        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">理论</div>
          <div class="card-question">`synchronized` 是如何保证内存可见性的？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">理论</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">`synchronized` 通过内存屏障来保证内存可见性。在进入同步块（执行 `monitorenter`）时，会执行 `Acquire` 内存屏障；在退出同步块（执行 `monitorexit`）时，会执行 `Release` 内存屏障。这确保了线程对共享变量的修改能被其他线程看到，并避免了指令重排序问题。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 3. 内存语义</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-question">对比 `synchronized` 和 `volatile` 关键字，它们在保证并发性方面有何核心差异？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">核心差异在于原子性。`volatile` 仅保证了变量的内存可见性，但不保证操作的原子性。而 `synchronized` 不仅能保证可见性，还能确保其修饰的代码块内的所有操作都是原子的。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 4. synchronized 与其他并发机制的对比</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-question">相较于 `synchronized`，`ReentrantLock` 提供了哪些额外的功能？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">`ReentrantLock` 提供了比 `synchronized` 更多的控制功能，例如可以实现公平锁、可中断的锁获取以及与条件变量（Condition）结合使用。不过，它需要开发者显式地调用 `lock()` 和 `unlock()` 方法来获取和释放锁。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 4. synchronized 与其他并发机制的对比</div>
        </div>
      </div>
    </div>

    <div class="card-container" onclick="this.classList.toggle('flipped');">
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        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-question">`synchronized` 和 CAS (Compare-And-Swap) 机制有何不同？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">`synchronized` 是一种重量级的同步机制，在高竞争下可能导致线程阻塞和上下文切换。而 CAS 是一种无锁机制，它利用 CPU 指令直接操作内存，在高并发下性能通常更好，但编程复杂度更高，且需要处理 ABA 问题。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 4. synchronized 与其他并发机制的对比</div>
        </div>
      </div>
    </div>

      </div>
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